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变厚度旋转圆柱壳的自由振动研究
1
作者 李涵 李欣业 +3 位作者 白斌 钱毅 桑建兵 李想 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1258-1265,共8页
为了提高旋转圆柱壳结构的使用性能和工作效率,减轻其质量已成为有效方式之一,针对这一需求,旋转圆柱壳结构有设计为厚度沿轴向变化即变厚度的趋势。基于此,利用Chebyshev-Ritz方法,对厚度沿轴向有3种线性变化形式的变厚度旋转圆柱壳的... 为了提高旋转圆柱壳结构的使用性能和工作效率,减轻其质量已成为有效方式之一,针对这一需求,旋转圆柱壳结构有设计为厚度沿轴向变化即变厚度的趋势。基于此,利用Chebyshev-Ritz方法,对厚度沿轴向有3种线性变化形式的变厚度旋转圆柱壳的自由振动进行研究。考虑科氏力与离心力的影响,基于Sanders壳理论,将圆柱壳的位移场近似展开为Chebyshev多项式与边界函数乘积的形式,计算变厚度旋转圆柱壳的动能与势能,再根据Ritz方法获得变厚度旋转圆柱壳的频率方程。在此基础上,将所得结果与已有文献中的结果进行比较,验证了建模方法的准确性,并对计算结果进行了收敛性研究。最后比较了不同厚度变化形式下旋转圆柱壳的自由振动,并讨论了转速、厚度变化参数、圆柱壳长径比等参数对变厚度旋转圆柱壳自由振动的影响。 展开更多
关键词 自由振动 变厚度旋转圆柱壳 固有频率 Chebyshev-Ritz法
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高速旋转圆柱壳的自然频率和临界转速
2
作者 钟一谔 《振动工程学报》 EI CSCD 1989年第1期80-84,共5页
应用能量法导出对应于任一转速的自然频率和临界转速的计算公式。结果表明每一阶主振动都有正向反向的两种频率。只有在长径比较小条件下才有环向第一阶正向临界转速且数值很大。反向临界转速则在环向第一和第二阶都存在。
关键词 旋转圆柱壳 RAYLEIGH 不伸展理论 能量法 自然频率
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几何参数对旋转薄壁圆柱壳振动特性的影响 被引量：8
3
作者 刘彦琦 褚福磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第13期22-25,共4页
基于Love壳体理论对旋转薄壁圆柱壳的自由振动特性进行分析,讨论几何参数对圆柱壳振动特性的影响。针对五种边界条件,分别分析厚度与半径之比、半径与长度之比对旋转薄壁圆柱壳固有频率特性的影响;探讨半径与长度之比对系统振型比的影... 基于Love壳体理论对旋转薄壁圆柱壳的自由振动特性进行分析,讨论几何参数对圆柱壳振动特性的影响。针对五种边界条件,分别分析厚度与半径之比、半径与长度之比对旋转薄壁圆柱壳固有频率特性的影响;探讨半径与长度之比对系统振型比的影响。分析结果表明:圆柱壳固有频率随着厚度与半径之比的增加而单调增加,增加幅度较小。半径与长度之比对圆柱壳固有频率与振型比的影响显著,且随其增大固有频率及振型比均不单调变化。由此可知,细长圆柱壳的振动特性与短粗圆柱壳的振动特性差异显著,研究结果为圆柱壳的动力学分析提供理论依据。 展开更多
关键词 旋转圆柱壳 振动 频率特性 几何参数
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考虑几何非线性的旋转薄壁圆柱壳进动响应分析
4
作者 李红影 郭星辉 +2 位作者 谢里阳 王延庆 常海红 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期552-558,共7页
选取悬臂旋转薄壁圆柱壳作为研究对象,利用能量法推导了其振型进动因子,并考虑了阻尼以及几何非线性的影响。应用Donnell’s简化壳理论建立考虑几何非线性以及振型进动的非线性波动方程,使用Galerkin法对非线性波动方程进行离散化,获得... 选取悬臂旋转薄壁圆柱壳作为研究对象,利用能量法推导了其振型进动因子,并考虑了阻尼以及几何非线性的影响。应用Donnell’s简化壳理论建立考虑几何非线性以及振型进动的非线性波动方程,使用Galerkin法对非线性波动方程进行离散化,获得模态坐标上的非线性微分方程组,分别应用Runge-Kutta法和谐波平衡法对其进行数值求解和近似解析求解,并分析了近似解析解的稳定性。结果表明,几何非线性不影响振型进动因子,但使系统的频率响应曲线具有多值性和跳跃性。 展开更多
关键词 旋转圆柱壳 非线性 振型进动 响应
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双功能梯度石墨烯片增强金属-陶瓷基圆柱壳的行波振动分析
5
作者 徐宏达 王宇 +2 位作者 菅泽 李学辉 于晓光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期110-119,共10页
采用Halpin-Tsai微观力学模型和传递矩阵方法,开展了旋转态双功能梯度石墨烯片增强复合材料圆柱壳体的行波振动特性研究。描述了金属-陶瓷功能梯度基体和5种石墨烯片分布模式的材料属性,基于Love壳理论和传递矩阵方法,考虑转速影响推导... 采用Halpin-Tsai微观力学模型和传递矩阵方法,开展了旋转态双功能梯度石墨烯片增强复合材料圆柱壳体的行波振动特性研究。描述了金属-陶瓷功能梯度基体和5种石墨烯片分布模式的材料属性,基于Love壳理论和传递矩阵方法,考虑转速影响推导了任一截面状态向量的常微分方程和整体传递矩阵关系。以固支-自由(悬臂)边界条件为主,对动力学微分方程进行求解计算,验证了分析方法的合理性。结果表明:低阶模态以轴向半波数为1和周向模态的振动为主,转速引起的科氏力使行波曲线出现分离现象;行波频率随着石墨烯质量分数的增加而增大,分布模式对振型顺序的影响较小,基体体积分数指数对振动特性的影响较大,而石墨烯片层数对振动特性的影响很小,不同倍频激励对共振特性的影响不同。 展开更多
关键词 金属-陶瓷基 石墨烯片增强 旋转圆柱壳 Halpin-Tsai模型 传递矩阵法 行波振动
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边界条件对旋转薄壁圆柱壳结构自由振动行波特性的影响分析 被引量：11
6
作者 李文达 杜敬涛 +1 位作者 杨铁军 刘志刚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期452-464,共13页
建立了弹性约束边界下旋转薄壁圆柱壳结构自由振动行波特性分析模型,通过在边界引入四种约束弹簧,任意边界条件可以通过设置刚度系数而统一得到。基于Sanders薄壳理论对旋转薄壁圆柱壳自由振动的振动能量表达式进行了推导,三个方向的振... 建立了弹性约束边界下旋转薄壁圆柱壳结构自由振动行波特性分析模型,通过在边界引入四种约束弹簧,任意边界条件可以通过设置刚度系数而统一得到。基于Sanders薄壳理论对旋转薄壁圆柱壳自由振动的振动能量表达式进行了推导,三个方向的振动位移场通过一种改进傅立叶级数进行展开,带入能量表达式并利用RayleighRitz法进行变换推导,得到旋转薄壁圆柱壳自由振动的系统特征方程。利用MATLAB编程计算,得到行波振动固有频率,通过与现有文献中其他方法比较,验证了本文方法的正确性,随后采用不同几何参数、不同边界条件、不同约束弹簧刚度的算例对振动特性的影响进行分析,揭示了转速、长径比、厚径比等几何条件以及边界约束弹簧刚度对旋转薄壁圆柱壳自由振动行波特性的影响规律。 展开更多
关键词 旋转薄壁圆柱壳 自由振动 行波特性 边界约束 固有频率
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基于改进傅里叶级数方法的旋转功能梯度圆柱壳振动特性分析 被引量：13
7
作者 李文达 杜敬涛 +1 位作者 杨铁军 刘志刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期388-393,共6页
通过在功能梯度圆柱壳结构两端引入轴向、环向、径向和径向旋转四组约束弹簧刚度,统一考虑了的弹性约束边界条件,将功能梯度材料特性表示成沿壳体厚度方向的连续性变化,根据Love薄壳理论,采用改进傅里叶级数方法和Rayleigh-Ritz法相结合... 通过在功能梯度圆柱壳结构两端引入轴向、环向、径向和径向旋转四组约束弹簧刚度,统一考虑了的弹性约束边界条件,将功能梯度材料特性表示成沿壳体厚度方向的连续性变化,根据Love薄壳理论,采用改进傅里叶级数方法和Rayleigh-Ritz法相结合,推导得到旋转功能梯度圆柱壳自由振动的频率计算方程。通过计算分析,模拟了任意边界条件,研究了弹性边界约束对旋转功能梯度圆柱壳结构自由振动频率的影响。结果表明:边界约束刚度对于功能梯度圆柱壳结构固有频率敏感影响区域不同,径向弹性约束对频率影响较明显,环向弹性约束其次,轴向弹性约束对频率影响较小,而径向旋转弹性约束对频率几乎无影响。 展开更多
关键词 旋转功能梯度圆柱壳 弹性边界约束 傅里叶级数 自由振动 频率参数
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弹性边界约束旋转功能梯度圆柱壳结构自由振动行波特性分析 被引量：10
8
作者 李文达 杜敬涛 +1 位作者 杨铁军 刘志刚 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第7期710-724,共15页
对旋转功能梯度圆柱壳自由振动行波特性及边界约束影响进行了分析研究.将功能梯度材料的物理特性表示成沿壳体厚度方向指数变化的函数,基于Love壳体理论,将圆柱壳3个方向的振动位移场采用改进Fourier(傅立叶)级数方法展开,进而改善位移... 对旋转功能梯度圆柱壳自由振动行波特性及边界约束影响进行了分析研究.将功能梯度材料的物理特性表示成沿壳体厚度方向指数变化的函数,基于Love壳体理论,将圆柱壳3个方向的振动位移场采用改进Fourier(傅立叶)级数方法展开,进而改善位移函数在边界位置求导连续性,结合旋转圆柱壳结构能量原理描述与Rayleigh-Ritz法,推导旋转功能梯度圆柱壳自由振动特征方程.通过将计算结果与现有文献结果对比验证了该文模型的正确性与收敛性.随后,通过算例讨论分析了功能梯度材料特性参数、几何参数、边界条件及约束弹簧刚度对旋转功能梯度圆柱壳自由振动行波振动特性的影响.结果表明:边界条件在环向波数n较小或长径比L/R较小的情况下对行波特性影响较为明显;随着厚径比H/R的增大,边界条件的影响逐渐减小;边界约束弹簧对行波特性影响程度取决于模态阶数情况;功能梯度材料特性参数对前后行波频率的影响随着模态序数的增大而逐渐增大. 展开更多
关键词 旋转功能梯度圆柱壳 边界条件 行波特性 固有频率 自由振动
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内充压圆柱壳体抗激光临界旋转周期的研究
9
作者 王道荣 孟刚 陆伟 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第2期46-48,共3页
从数值模拟的角度研究了连续激光辐照内充压圆柱壳体的温度场分布,对旋转状态内充压圆柱壳体和不旋转圆柱壳体的温度场进行综合和比较,结合激光对材料破坏机理,分析了旋转圆柱壳体的抗激光能力与圆柱体旋转速度的关系,提出适用于工程应... 从数值模拟的角度研究了连续激光辐照内充压圆柱壳体的温度场分布,对旋转状态内充压圆柱壳体和不旋转圆柱壳体的温度场进行综合和比较,结合激光对材料破坏机理,分析了旋转圆柱壳体的抗激光能力与圆柱体旋转速度的关系,提出适用于工程应用的具有良好抗激光能力的临界旋转周期。 展开更多
关键词 旋转圆柱壳体 抗激光特性 临界旋转周期
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篦齿对旋转态薄壁圆柱壳行波特性的影响研究
10
作者 王宇 罗忠 +1 位作者 李昌 韩冰 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第8期241-245,共5页
采用传递矩阵法研究了篦齿结构对旋转态薄壁圆柱壳行波特性的影响。在悬臂边界条件下,首先基于Love壳体理论,建立了带篦齿旋转态薄壁圆柱壳的动力学方程,通过传递矩阵法和高精度的精细积分法对行波特性进行了求解,得到了随转速变化的前... 采用传递矩阵法研究了篦齿结构对旋转态薄壁圆柱壳行波特性的影响。在悬臂边界条件下,首先基于Love壳体理论,建立了带篦齿旋转态薄壁圆柱壳的动力学方程,通过传递矩阵法和高精度的精细积分法对行波特性进行了求解,得到了随转速变化的前后行波频率,讨论了篦齿布置形式、篦齿高度和篦齿道数对悬臂薄壁圆柱壳行波特性的影响规律。结果表明,传递矩阵法适合于求解带篦齿悬臂薄壁圆柱壳的行波振动特性,篦齿布置形式、篦齿高度和篦齿道数对旋转态薄壁圆柱壳的行波特性均有较大影响。 展开更多
关键词 旋转态薄壁圆柱壳 悬臂边界条件 篦齿影响 行波特性
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